Воздухопотребление цехами промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВОЗДУХОПОТРЕБЛЕНИЕ

Классификация пневматических приемников

Потребителями или приемниками сжатого воздуха пневмоприемниками являются пневматическое оборудование, пневматические инструменты и устройства, расходующие сжатый воздух для различных производственных целей.

По способу преобразования энергии все пневмоприемники можно разделить на три группы:

1. Пневмоприемники для преобразования потенциальной энергии сжатого воздуха в механическую работу:

- с продольно-возвратным движением рабочего органа (молоты, трамбовки, вибраторы, подъемники, толкатели и т.д.);

- с вращательным движением рабочего органа (машины для обработки различных материалов - сверлильные, шлифовальные, полировальные, фрезерные, винтозавертывающие и т.д.).

2. Пневмоприемники для преобразования потенциальной энергии сжатого воздуха в кинетическую энергию (обдувные сопла, эжекторы, форсунки, краскораспылители, пульверизаторы, устройства пневматического транспортирования и т.д.).

3. Пневмоприемники, использующие сжатый воздух без преобразования его энергии (пневматические приспособления - поддержки, патроны, зажимы, устройства регулирования, автоматики и т.д.).

Пневматические приемники первого рода и в значительной мере устройства второго рода являются широко распространенными пневматическими двигателями, т.е. двигателями, в которых рабочим телом является сжатый воздух. Наиболее многочисленная группа двигателей, предназначенных для механизации производственных процессов, называется пневматическими инструментами. Под пневматическим инструментом подразумевается переносной агрегат, приводимый в действие объединенным с ним пневматическим двигателем.

Для обеспечения безопасности производственных процессов пневмодвигатели используются там, где приводные электрические и тепловые двигатели применять опасно или где образуются пылегазовоздушные горючие смеси, существуют высокие температуры. Пневматические двигатели используются в пневмотолкателях, комбайнах, лебедках, транспортерах.

Нагрузки на компрессорную станцию

Для правильного выбора типа, числа и производительности компрессора необходимо знать нагрузку на компрессорную станцию.

Нагрузкой на компрессорную станцию называется количество воздуха, необходимое пневмоприемникам (с учетом его потерь) в рассматриваемый промежуток времени.

где - количество воздуха, полезно расходуемое пневмоприемниками в единицу времени, нм³/мин;

- потери воздуха, имеющие место при выработке, транспортировании и потреблении его из-за утечек, продувок и у неработающих пневмоприемников, нм³/мин;

- суммарная производительность n-работающих на станции компрессоров, нм³/мин;

Производительность компрессоров и расход воздуха принято выражать для нормальных (т.е. отнесенных к = 760 мм.рт.ст. и = 293 К) условий, нм³/мин.

Воздухопотребление предприятия не равняется арифметической сумме паспортных расходов воздуха пневмоприемниками потому, что по условиям режима и требованиям технологии производства не все потребители воздуха находятся одновременно в работе.

При большом количестве пневмопотребителей нагрузка на КС является величиной статической и может быть определена только с некоторой вероятностью.

Виды нагрузок на КС

В зависимости от потребности в сжатом воздухе нагрузка на КС может быть:

- неполной - не менее 50% от производительности работающих на КС компрессоров, т.е. ;

- средней - 50…70% от установленной производительности работающих на КС компрессоров, т.е. ;

- максимальной.

В свою очередь, максимальная нагрузка условно подразделяется на максимально-длительную и максимально-возможную:

- максимально-длительная ;

- максимально-возможная .

Анализ работы компрессорного оборудования показал, что продолжительность максимально-длительной нагрузки обычно не превышает 20…30 мин. Покрывается эта нагрузка всеми работающими компрессорами, за исключением резервных и находящихся в ремонте.

Максимально-возможная нагрузка обычно имеет очень кратковременный характер, она не является расчетной величиной и для ее покрытия в работу включают и резервные компрессоры.

Определение средних нагрузок

Определение средних нагрузок на КС производится двумя методами: укрупненным и расчетным.

Укрупненный метод основан на применении средних норм удельных расходов сжатого воздуха на единицу продукции или на каждую из операций обслуживаемого процесса.

Средние удельные нормы устанавливаются опытным путем и с течением времени пересматриваются в сторону снижения.

По укрупненному методу суммарный годовой расход воздуха определяется по формуле:

где - средний удельный расход воздуха на единицу продукции, нм³/кг;

- годовой выпуск продукции в соответствующих единицах,кг/год

Отсюда, зная годовой расход воздуха, можно найти среднюю нагрузку на КС в рабочее время года:

где - часть года в секундах (минутах, часах), соответствующая времени потребления сжатого воздуха.

Максимальная нагрузка по этому методу определяется:

где - коэффициент, учитывающий максимум потребления сжатого воздуха (берется из опыта работы аналогичных предприятий).

Данный метод является приближенным и обычно используется при перспективном проектировании нового предприятия.

При реконструкции действующего предприятия или на стадии выполнения проектного задания нагрузка на КС определяется расчетным методом.

Расчетный метод

Расчетный метод может быть использован, когда известны типы и количество пневмоприемников по цехам предприятия.

Все пневмоприемники, находящиеся на предприятии, можно разделить на две группы:

- пневмоинструменты, характеризующиеся кратковременными режимами работы;

- пневмооборудование, характеризующееся длительными режимам работы.

Средняя расчетная нагрузка на КС определяется по следующему соотношению:

где - средний расход воздуха однотипной группы пневмоинструментов, нм³/мин;

- средний расход воздуха однотипной группы пневмооборудования, нм³/мин;

m и n - количество типов инструментов и оборудования на предприятии;

- потери воздуха от утечек у неработающих, но подключенных пневмоприемников (определяется опытным путем),;

,

,

где ,- номинальные (паспортные) расходы воздуха, отнесенные к условиям всасывания компрессором, соответственно одним пневмоинструментом и пнемооборудованием при непрерывной работе в единицу времени, нм³/мин;

- коэффициент загрузки - характеризует отношение расхода воздуха в расчетный момент времени к максимально-возможной нагрузке (= 0,55…0,7);

- коэффициент одновременности - показывается, какая часть всех пневмоинструментов находится в работе. может быть принят по таблице 6.1.

Значения коэффициента одновременности

Количество пневмоинструментов	2-3	4-6	7	8	10	12	15-20	30-50
Коэффициент одновременности	0,9	0,8	0,77	0,75	0,6	0,67	0,58	0,5

- коэффициент износа - коэффициент, учитывающий увеличение паспортного расхода воздуха пневмоинструментами или пневмооборудованием вследствие их износа.

Допускается работа пневмоинструментов, у которых и пневмооборудования . Различие в значениях для пневмоинструментов и пневмооборудования связано с тем, что пневмоинструмент значительно дешевле пневмооборудования, и в случае повышения степени износа инструмент можно заменить на новый или отремонтировать с небольшими затратами;

- коэффициент утечек, учитывающий утечки воздуха в магистральных и внутрицеховых трубопроводах, арматуре, у пневмоприемников, а также при продувках (= 1,2…1,25);

- коэффициент использования пневмооборудования, может быть определен:

где - время за смену, в течение которого расходуется воздуха пневмооборудованием, ч;

- продолжительность одной смены, ч;

Значения для некоторого пневмооборудования приведены в таблице 6.2.

Величины коэффициентов использования

№	Пневмооборудование	Кисп	q,
1	Трамбовка	0,2... 0,4	1,15…1,25
2	Вибратор	0,3... 0,5	1,5…2,5
3	Пневмодвигатель	0,875	1,35…1,45
4	Пескоструйный аппарат	0,6…0,75	1,5…3,1
5	Молот ковочный	0,55... 0,7	1,75…5,5
6	Молот штамповочный	0,45…0,65	2…5,5
7	Пресс	0,55…0,75	2,5…5
8	Обдувочные сопки (6-10 шт.)	0,15…0,25	2,1…3,5
9	Пневмоподъемник	0,03…0,07	1,0…1,5
10	Формовочная машина	0,2…0,3	0,75…2,35

- это не одно и то же, что коэффициент одновременности. показывает степень использования одного пневмоприемника в течение длительного отрезка времени, показывает степень одновременного участия в расходе воздуха группы однотипных пневмоприемников в течение какого-то минимального отрезка времени (одной минуты). Но между ними есть то общее, что каждый из них показывает степень использования пневмоприемника из-за неполного использования его в производстве в течение часа, суток, года.

Величины перечисленных коэффициентов определяются экспериментально на основании статической обработки результатов исследования работы большого числа пневмоприемников и справедливы для лишь определенного производства.

Определение максимальных нагрузок на КС

На некоторых предприятиях имеет место односменное, сезонное или кратковременное увеличение расхода воздуха за счет включения или одновременной работы крупных пневмопотребителей.

Это увеличение создает максимальную нагрузку на компрессорную станцию, которая определяется по формуле:

где - коэффициент максимума, зависящий от характера нагрузки, вероятности одновременного включения в работу большого количества пневмоприемников или пневмораспределение загрузки смен. Значения коэффициента обычно принимается в диапазоне 1,2…1,5.

Большие значения относятся к меньшему количеству потребителей с большими расходами воздуха при сравнительно редком включении.

По значению определяют диаметры трубопроводов сжатого воздуха и максимально-длительную нагрузку.

Максимально-длительная нагрузка на КС определяется:

,

где - коэффициент неодновременности, учитывающий вероятность несовпадения во времени максимальных нагрузок цехов (= 0,85…0,95).

В зависимости от состава и числа цехов предприятия с неодинаковыми режимами работы имеет различные значения, и с увеличением числа цехов уменьшается;

- сумма максимальных расходов воздуха цехами предприятия, питающимися от КС в рассматриваемый промежуток времени;

N - число цехов на рассматриваемом предприятии.

Пример №1

Определить средние и максимальные нагрузки на КС. Тип и количество пневмоприемников по цехам машиностроительного предприятия представлены в таблице 6.3. На основании полученных расходов определить рабочую, установленную и резервную производительности КС.

Количество и типы пневмоприемников по цехам предприятия

№	Наименование пневмоприемника	Количество единиц	Паспортный расход воздуха, нм3/мин
Литейный цех серого чугуна
1	Трамбовка	1,25	1
2	Вибратор	2,25	2
3	Формовочная машина	2,3	3
4	Пневмоподъемник	1,0	1
5	Обдувочные сопла	0,35	6
Литейный цех ковкого чугуна
1	Трамбовка	1,25	3
2	Вибратор	2,5	1
3	Формовочная машина	2,3	2
4	Пневмоподъемник	1,0	3
5	Обдувочные сопла	1,35	5

Кузнечно-прессовочный цех
1	Ковочный молот	5,1	1
2	Штамповочный молот	5,3	2
3	Обдувочные сопла	0,35	12
Механический цех
1	Пневмоножницы	1,55	3
2	Пескоструйный аппарат ()	3,0	2
3	Пневмоключи	0,5	6
4	Пневмодрели	0,45	6
5	Пневмоотвертка	0,4	6
Сборочный цех
1	Пневмошлифовка	0,7	3
2	Пневмомолоток	0,55	5
3	Пневмоключи	0,5	6
4	Пневмодрели	0,45	5
5	Пневмоотвертка	0,4	6

Решение:

Расчет потребления сжатого воздуха Литейным цехом №1

Коэффициенты использования, износа, утечек для пневмооборудования Литейного цеха №1

Вид пневмооборудования
Трамбовки	0,4
Формовочные машины	0,3	1,5	1,25
Вибраторы	0,4
Пневмоподъемник	0,07

Коэффициенты одновременности, загрузки, износа, утечек для пневмоинструмента Литейного цеха №1

Вид пневмооборудования
Обдувочные сопла	0,8	0,7	1,1	1,25

Средняя потребность пневмооборудования находится по формуле (6.7)

Средняя потребность пневмоинструмента находится по формуле (6.6)

нм³/мин.

Средняя потребность в сжатом воздухе находится по формуле (6.1)

нм³/мин.

Максимальная и максимально-длительная потребность в сжатом воздухе определяется по формуле (6.9), (6.10) соответственно

нм³/мин,

нм³/мин.

Расчет потребления сжатого воздуха Литейным цехом №2

Коэффициенты использования, износа, утечек для пневмооборудования Литейного цеха №2

Вид пневмооборудования
Трамбовки	0,4
Формовочные машины	0,3	1,5	1,25
Вибраторы	0,4
Пневмоподъемник	0,07

Коэффициенты одновременности, загрузки, износа, утечек для пневмоинструмента Литейного цеха №2

Вид пневмооборудования
Обдувочные сопла	0,8	0,7	1,1	1,25

Средняя потребность пневмооборудования находится по формуле (6.7)

Средняя потребность пневмоинструмента находится по формуле:

нм³/мин.

Средняя потребность в сжатом воздухе находится по формуле (6.1)

нм³/мин.

Максимальная и максимально-длительная потребность в сжатом воздухе определяется по формуле (6.9), (6.10) соответственно

нм³/мин,

нм³/мин.

Расчет потребления сжатого воздуха Кузнечным цехом

потребление сжатый воздух

Коэффициенты использования, износа, утечек для пневмооборудования Кузнечного цеха

Вид пневмооборудования
Ковочные молоты	0,7	1,5	1,25
Штамповочные молоты	0,6

Коэффициенты одновременности, загрузки, износа, утечек для пневмоинструмента Кузнечного цеха

Вид пневмооборудования
Обдувочные сопла	0,7	0,7	1,1	1,25

Средняя потребность пневмооборудования находится по формуле:

.

Средняя потребность пневмоинструмента находится по формуле (6.6)

нм³/мин.

Средняя потребность в сжатом воздухе находится по формуле (6.1)

нм³/мин.

Максимальная и максимально-длительная потребность в сжатом воздухе определяется по формуле (6.9), (6.10) соответственно

 нм³/мин,

нм³/мин.

Расчет потребления сжатого воздуха Механическим цехом

Коэффициенты использования, износа, утечек для пневмооборудования Механического цеха

Вид пневмооборудования
Ковочные молоты	0,7	1,5	1,25
Штамповочные молоты	0,6

Размещено на Allbest.ru

...